Qbik-club
Дата публикации:08.11.21 17:35;Автор:Евгений;Категория: Новости науки и техники;Теги:, , ;

Что бы произошло, если бы скорость света была намного меньше?

Задавались ли вы вопросом, что было бы, если бы скорость света была на много меньше, чем есть сейчас? как оказывается, если бы свет двигался очень медленно, происходили бы довольно странные вещи, сообщает портал Live science.

Что бы произошло, если бы скорость света была намного меньше?

Как известно, свет — самая быстро движущаяся вещь во Вселенной. Так что бы произошло, если бы скорость света была намного, намного меньше?

В вакууме скорость света составляет около 186 000 миль в секунду (Это почти 300 000 километров в секунду). Если бы это было на несколько порядков медленнее, люди бы сразу заметили это.

Любой геймер может испытать этот гипотетический сценарий в компьютерной игре, которую создали Герд Кормейер, директор по развитию образования и технологий в ETH Zurich, университете науки, технологий, инженерии и математики в Швейцарии. В игре вы можете увидеть причудливые эффекты изменения цвета и яркости и даже изменения воспринимаемой длины объектов, которые могут возникнуть в результате гораздо более низкой скорости света.

Медленные скорости человека

Как хорошо известно, даже на самых высоких скоростях по меркам человека, мы и отдалённо не можем приблизиться к скорости света.

«Самая быстрая скорость передвижения человека составляет примерно 0,0037% от скорости света, и при этом вам нужно находиться в каком-то космическом корабле, чтобы достичь таких скоростей», — сказал в интервью Live Science Филип Тан, научный сотрудник игровой лаборатории Массачусетского технологического института.

Но проводя мысленные эксперименты, физики определили, что необычные вещи могли бы произойти, если бы люди могли путешествовать со скоростью, близкой к скорости света, сказал Кормейер, который также является адъюнкт-профессором физики в Университете штата Мичиган. Согласно специальной теории относительности Альберта Эйнштейна, объясняющей, как скорость влияет на массу, время и пространство, время замедлится, мы будем видеть объекты как более короткие по мере того, как мы проносимся мимо них, и, помимо других изменений, эффект Доплера станет видимым в том числе и для для света.

Те же самые изменения произошли бы, если бы вместо ускорения людей свет замедлился. В обоих случаях мы будем двигаться со скоростью, близкой к скорости света.

Более медленная скорость света

В то время как Кормейер работал приглашённым профессором в Массачусетском технологическом институте, он, Тан и его коллеги из игровой лаборатории Массачусетского технологического института создали компьютерную игру, чтобы проиллюстрировать, каким был бы мир, если бы скорость света была достаточно низкой, чтобы специальная теория относительности была заметна в повседневной жизни. В игре, выпущенной в 2012 году и получившей название «A Slower Speed ​​of Light», игрок управляет персонажем, который собирает шары, похожие на пляжный мяч. Каждый раз, когда персонаж собирает одну из 100 сфер, скорость света замедляется.

На самом деле скорость света не замедлится, как в игре. Скорость света в вакууме никогда не меняется и постоянна для каждого наблюдателя. Однако скорость света меняется в зависимости от материалов, через которые он проходит, но это не меняет эффектов специальной теории относительности или того, как мы их воспринимаем, сказал Кормейер.

Однако, если бы мы могли стать свидетелями специальной теории относительности, мы бы заметили изменения в цветах, времени, расстоянии и яркости, и команда включила эти эффекты в игру.

Скриншот из игры A Slower Speed of Light

Изменения цвета

Когда скорость человеческого движения приближается к скорости света, становится заметным то, что называется релятивистским эффектом Доплера. Чтобы понять это, стоит напомнить, что свет действует и как частица, и как волна. Как волна, она характеризуется длиной волны или расстоянием от гребня до гребня, которое определяет её цвет и частоту, или количество гребней, проходящих за заданное время.

Подобно тому, как, согласно эффекту Доплера, приближение к источнику звука увеличивает его частоту или высоту звука по мере того, как гребни волн достигают вашего уха всё быстрее и быстрее, при приближении к источнику света длина волны кажется короче, смещая видимый цвет света ближе к синему и фиолетовому краю цветового спектра. С другой стороны, при удалении от объекта его видимый цвет смещается в сторону красного конца спектра. В общем, «то, что идёт к вам, выглядит голубее, а то, что удаляется от вас, — краснее», — сказал Кормейер.

Когда скорость человеческого движения приближается к скорости света, становится заметен релятивистский эффект Доплера. При движении к источнику света видимый цвет света смещается в сторону синего и фиолетового конца цветового спектра. При удалении от объекта его видимый цвет смещается в сторону красного конца спектра.

Изменения во времени и расстоянии

Возможно, одним из самых известных эффектов специальной теории относительности является то, что для человека, движущегося со скоростью, близкой к скорости света, время замедляется. В этом сценарии человек, движущийся со скоростью, близкой к скорости света, будет стареть медленнее. Этот эффект называется замедлением времени.

В игре «технически вы испытываете замедление времени, но если вам не с чем сравнивать, это на самом деле ничего не значит», — сказал Тан. По словам Тан, замедление времени может быть незаметно во время игры, но в конце игры, игроки видят экран, информирующий их о том, что для них прошло меньше времени, чем для стационарных часов. Замедление времени, как и другие эффекты специальной теории относительности, происходит во время игры, потому что персонаж игры движется со скоростью, близкой к скорости света.

Другой эффект специальной теории относительности заключается в том, что длина объектов, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, или неподвижных объектов, когда вы проноситесь мимо них со скоростью, близкой к скорости света, сокращается. Это называется сокращением длины. Этот эффект сложный, сказал Кормейер. Объекты, приближающиеся со скоростью, близкой к скорости света, могут испытывать сокращение длины и могут быть короче, согласно измерениям неподвижного наблюдателя, но на самом деле они будут казаться более длинными для глаз этого человека из-за другого эффекта специальной теории относительности, называемого эффектом времени выполнения, сказал Кормейер.

Например, скажем, к вам едет велосипед. Свет от передней части велосипеда проходит к вашим глазам на меньшее расстояние, чем свет от задней части велосипеда. В результате вы видите переднюю часть велосипеда такой, какой она была в последнее время, и заднюю часть велосипеда, какой она была в прошлом, когда байк был дальше. «Из-за этого велосипед кажется длиннее», — сказал Кормейер. Иногда из-за этого же эффекта объекты могут казаться искаженными.

Другими словами, если бы скорость света была намного меньше, объекты, движущиеся с этой скоростью, могли бы казаться более длинными и / или искаженными для неподвижных наблюдателей.

Изменения яркости

Этот эффект можно сравнить с ходьбой под дождём. Когда вы идёте под дождем, вы можете заметить, что спереди на вас попадает больше капель, чем сзади. Ведь когда вы идёте под дождем, вы сталкиваетесь с большим количеством капель дождя, чем если бы стояли бы на месте. Когда вы идёте, ваша передняя часть защищает спину от этих дополнительных капель дождя, а на переднюю попадает больше капель т.к. она сталкивается с теми каплями, что были впереди вас.

По словам Кормейера, нечто подобное происходит с фотонами, когда вы движетесь со скоростью, близкой к скорости света. Дело в том, что свет иногда ведет себя как совокупность частиц, называемых фотонами, которые похожи на маленькие капельки света. Когда вы приближаетесь к объекту в компьютерной игре, он кажется ярче, чем когда вы стоите на месте, потому что вы входите в его фотоны. Это называется эффектом прожектора.

Понравилась публикация? Поделись ей с друзьями!

Понравился сайт? Подпишьсь на нас в соцсетях!

Мы в TelegramМы ВконтактеМы в ТвиттерМы на фейсбукМы в одноклассниках
Опубликовать
Загрузка рекомендуемых публикаций